[发明专利]线性导向设备

说明书

技术领域

本发明涉及线性导向设备，其中倾斜部分形成在滑块侧滚动元件滚道槽的两端部，该滚道槽构成滚动元件的滚动路径。

背景技术

一种线性导向设备，其中被引导的物体被沿着直线引导，同时诸如滚柱或滚珠的无限循环滚动元件是重要的机械元件之一，其主要影响半导体制造系统、超精密机床以及超精密测量设备的运动精度。

线性导向设备是这样一种设备，其包括具有设置在其上的导轨侧滚动元件滚道槽的导轨，和滑块主体，该滑块主体具有设置在其上以便面向该导轨侧滚动元件滚道槽并支撑在该轨道上的滑块侧滚动元件滚道槽，以便利用设置在滚动元件滚动路径中的多个滚动元件的滚动沿着轴向移动，该滚动元件滚动路径形成在该滑块侧滚动元件滚道槽和该导轨侧滚动元件滚道槽之间。这种设备包括设置在滑块主体内以便平行于滚动元件滚动路径延伸的滚动元件返回路径，和设置在端盖内的多个转向路径，以便每个转向路径在该滚动元件滚动路径和滚动元件返回路径之间形成连通，该端盖安装在沿着移动方向的该滑块主体的两端部.

当线性导向设备的滚动元件沿着滚动元件滚动路径、转向路径和滚动元件返回路径不断地循环时，产生周期性的微小振动(以下称作滚动元件通过振动)，因而前述系统、机床和设备的运动精度大受影响。当沿着滚动元件滚动路径(加载区)滚动，同时被预加载或外部加载的滚动元件滚出该加载区到滚动元件循环路径，因而滚动元件上的载荷被释放时，或者相反，当滚动元件从卸载区进入加载区，因而载荷被再一次施加给滚动元件时，引起出现滚动元件通过振动。

为了抑制滚动元件通过振动，称作凸形面(crowing)的斜面设置在构成滚动元件滚动路径的滑块侧滚动元件滚道槽的两端，以便当滚动元件逐渐进入或离开加载区时，改变发生的载荷，因而使得能够减少滚动元件通过振动。

有两种类型的线性导向种设备：只有凸形面形成在滑块侧滚动元件滚道槽两端的导向设备，和凸形面和切角面(chamfer)两者形成在滑块侧滚动元件滚道槽两端的导向设备。

作为只有凸形面形成在滑块侧滚动元件滚道槽两端的线性导向设备的例子，有这样一种只有凸形面的线性引导设备，其中每个凸形面由不太陡峭地倾斜的斜面和陡峭地倾斜的斜面构成，该不太陡峭地倾斜的斜面延伸成单个的类似弧形，同时与滑块侧滚动元件滚道槽相邻，该陡峭地倾斜的斜面延伸成直线，同时与斜面相邻，以便抑制刚度的减小，因而，能够将滚动元件通过振动的幅度抑制为尽可能小的值(例如，日本待审查专利公开号JP-A-2005-337455)。

此外，作为只有凸形面形成在滑块侧滚动元件滚道槽两端的线性导向设备的另一个例子，有这样一种线性引导设备，其中凸形面构造成这样的曲面，例如，幂函数(power function)曲面，由多个曲面和至少一个二次方法曲面构成的曲面，并且其相对于滑块主体的垂直方向(竖直方向)、水平方向和滚动方向中的任何一个方向的刚度基本保持不变，并且相对于滑块主体的俯仰(pitching)方向和偏航(yawing)方向中的任何一个或两个的刚度基本保持不变(例如，待审查的日本专利公开号JP-A-2003-035314)。

另一方面，作为凸形面和切角面两者形成在滑块侧滚动元件滚道槽两端的线性导向设备，有这样一种线性导向装置，其中形成线性地延伸的凸形面和在该凸形面和滑块主体的端面之间直线延伸的切角面(例如，待审查的日本专利公开号JP-A-2005-273765)，和这样一种线性导向设备，其中形成弯曲地延伸的凸形面和圆形形状的(或倒圆角的)切角面，该切角面形成在该凸形面和滑块主体的端面之间，因而不仅抑制元件通过振动的发生并且还抑制刚度的减小，以便当该线性导向设备在高速下驱动时不仅增强端盖的耐久性，而且还减小噪声和振动的水平(例如，待审查的日本专利公开号JP-A-2006-029384和PCT申请公开号WO 2005/019668)。这里，JP-A-2006-029384包括从滚动元件滚动路径的滚动表面延续的弯曲的有效的凸形面部分，和延续到该有效的凸形面部分的弯曲的失效的凸形面部分，并且该有效的凸形面部分的凸形面深度是当施加预载荷时具有滚动元件弹性变形量的量级。

还有，作为凸形面和切角面两者形成在滑块侧滚动元件滚道槽两端的线性导向设备的另一个例子，有这样一种线性导向装置，其中相对于加载的滚动表面，凸形面形成在加载区的两端，并且量级为滚动元件直径的5％的台阶部分形成在加载的滚动表面的边缘部分，以便低于转向路径的内径侧侧壁表面(例如，待审查的日本专利公开号JP-A-2002-155936).